Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Strip ws2811 per µC steuern- was beachten?


von jons (Gast)


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Moin,

ich möchte ein ca 20m langes LED Licht aus 4*5m ws2811 LED Strips 
(60LEDs, 20 Controller/Meter) aufbauen und mit einem Arduino steuern.
Folgende Fragen dazu habe ich noch:
Soll ich eine Leitung mitlegen für die Stromversorgung oder kann ich den 
gesamten Strom über die LED-Strips schicken?
Muss die Datenleitung einen Vorwiderstand haben?
Muss ich die Datenleitung zwischendurch verstärken, oder wird das Signal 
an jedem Controller aufbereitet?

Vielen Dank im Voraus für etwaige Antworten!

von HildeK (Gast)


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jons schrieb:
> Muss die Datenleitung einen Vorwiderstand haben?
Eine quellseitige Serienterminierung ist bei längeren Leitungen 
empfehlenswert, manchmal sogar notwenig.
> Muss ich die Datenleitung zwischendurch verstärken, oder wird das Signal
> an jedem Controller aufbereitet?
Sie Bild: https://i.stack.imgur.com/0dxXE.png
Die Daten gehen in jeden Ansteuer-IC rein und werden von dem wieder 
aufbereitet zum Weiterleiten.

von jons (Gast)


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Super danke:)
Wie ist der Vorwiderstand zu wählen?

von DraconiX (Gast)


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jons schrieb:
> Moin,
>
> ich möchte ein ca 20m langes LED Licht aus 4*5m ws2811 LED Strips
> (60LEDs, 20 Controller/Meter) aufbauen und mit einem Arduino steuern.
> Folgende Fragen dazu habe ich noch:
> Soll ich eine Leitung mitlegen für die Stromversorgung oder kann ich den
> gesamten Strom über die LED-Strips schicken?
> Muss die Datenleitung einen Vorwiderstand haben?
> Muss ich die Datenleitung zwischendurch verstärken, oder wird das Signal
> an jedem Controller aufbereitet?
>
> Vielen Dank im Voraus für etwaige Antworten!

Ich habe dies gerade hinter mir, ich habe ca. 25m WS2812B Stripes 
verlegt. Du kannst davon ausgehen das du nach spätestens jedem Meter 
(besser wäre sogar jeden halben Meter) einen Spannungsabgriff von einer 
nebenliegenden Versorgungsleitung legen musst. Ich selbst habe alle fünf 
Meter ebenfalls eine Spannungszufuhr direkt aus dem Netzteil gemacht. Du 
darfst nicht die Ströme vergessen die da fließen, bei 20 Meter WS2812 
sind das bei Vollweiß immerhin 40A - demnach musst du auch deine 
Versorgunsleitung und dein Netzteil auslegen. Rechne damit, dem 
Kabelquerschnitt bei 40A / 5V geschuldet, einen extra Kabelkanal zu 
legen. Das Kabel wird sehr mächtig ausfallen. Das ist im Grunde das 
größte Problem.

Zweites Problem wird dein Controller an sich sein. Schaue darauf das 
deine verwendete Lib nicht allzuviel RAM frisst und dein Controller 
genügend RAM zur Verfügung stellt. Sollte die LIB einen Buffer 
bereithalten sind es für jede LED ca. 24Byte + Schlussbyte. Ich habe 
dies mit einem STM32F103 realisiert und auch einen kleinen Buffer 
genutzt, ich kann mit dem STM ca. 8000 LEDs einzeln ansprechen incl. 
letzten Rückspeicherwert.

Achte darauf das die Leitung vom µC zur LED nicht länger als 10cm sein 
sollte. Einen kleinen Tipp gebe ich dir: Setze eine WS2812 mit auf das 
PCB und nimm leite dann von dieser zur Stripe weiter.

Ansonsten viel Glück!

von aSma>> (Gast)


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jons schrieb:
> Soll ich eine Leitung mitlegen für die Stromversorgung oder kann ich den
> gesamten Strom über die LED-Strips schicken?

Am besten immer mehrfach die Spannung einspeisen.

> Muss die Datenleitung einen Vorwiderstand haben?

Die erste Datenleitung muss möglichst nah am µC hängen (<20cm). Man 
könnte einen Pullup nehmen <=1.8k. Oder es hat sich auch eingebürgert 
einen 220R in Serie zu setzen, da bei vielen Leuten die erste LED kaputt 
ging...
Ich würde einen Pullup nehmen.

> Muss ich die Datenleitung zwischendurch verstärken, oder wird das Signal
> an jedem Controller aufbereitet?

Dazu steht was im Datenblatt.
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2811.pdf

Bis 10m geht ohne Verstärkung.

von HildeK (Gast)


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jons schrieb:
> Wie ist der Vorwiderstand zu wählen?

Das ist abhängig von deiner Leitung, genauer gesagt vom Wellenwiderstand 
der Leitung. Da könnten 33Ω richtig sein oder aber auch 50Ω oder mehr.

Fließen da wirklich 40A für 4*60 LEDs? Ich lese was von max. 20mA pro 
LED, das wären dann in Summe 'nur' 4*1.2A, also max. 5A ...

von AntiMaker (Gast)


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HildeK schrieb:
> Fließen da wirklich 40A

Stand oben: bei 20 Metern. Ohne Angabe wieviele LED/meter.

HildeK schrieb:
> max. 20mA pro LED,

pro Farbe. Also 60 mA für R=G=B=100%

von AntiMaker (Gast)


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Ah sorry, du hast einzelne ws2811, und an jedem Controller-Chip dann 3 
LEDs pro Farbe in Serie, das Ganze mit 12V betrieben?

Bin vom WS2812 ausgegangen, LED+Controller in einem, an 5V.

von Rene K. (xdraconix)


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HildeK schrieb:
> Fließen da wirklich 40A für 4*60 LEDs? Ich lese was von max. 20mA pro
> LED, das wären dann in Summe 'nur' 4*1.2A, also max. 5A ...

Nicht 4*60 LEDs (weil das sind ja bloß vier Meter) sondern 20*60 LEDs 
;-) und 60mA je WS2812 und dann den Leitungsverlust mit rechnen.

von Wolfgang (Gast)


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HildeK schrieb:
> Fließen da wirklich 40A für 4*60 LEDs? Ich lese was von max. 20mA pro
> LED, das wären dann in Summe 'nur' 4*1.2A, also max. 5A ...

20 Controller/m  20 m  (3 * typ. 18.5 mA)/Controller = 22.2 A

von Rene K. (xdraconix)


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AntiMaker schrieb:
> Ah sorry, du hast einzelne ws2811, und an jedem Controller-Chip
> dann 3 LEDs pro Farbe in Serie, das Ganze mit 12V betrieben?
>
> Bin vom WS2812 ausgegangen, LED+Controller in einem, an 5V.

Ahh achso... Warum tut man sich denn die 2811 noch an?! O.o

von Rene K. (xdraconix)


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Hier erstelle ich übrigens gerade ein PCB für meine Stripes, halt 
WS2812B... Ich kann die Stripes bei mir über Infrarot, Webbrowser, 
Android-App oder so wie ich es eigentlich am häufigsten machen über 
Alexa zurufen ?, schalten. Eine Musiksteuerung mit Electret ist auf dem 
Prototyp auch gerade in Bearbeitung. Diese wird auf dem PCB noch 
integriert.

Da is aber nix mit Android, das ist reines C über SW4STM.

Beitrag "STM32 - 2 lagig Routen, wohin mit VDD und VSS"

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> 20 Controller/m  20 m  (3 * typ. 18.5 mA)/Controller = 22.2 A

Ach so - das hatte ich falsch verstanden.

In dem Fall:

jons schrieb:
> Soll ich eine Leitung mitlegen für die Stromversorgung oder kann ich den
> gesamten Strom über die LED-Strips schicken?

lautet die Antwort: unbedingt eine parallele Leitung legen.

Vor einiger Zeit wurde hier mal diskutiert, ob 4mm², 10mm² oder mehr 
dazu notwendig sind.
Und: auch die GND-Leitung mit dem selben Querschnitt ausstatten, darauf 
beziehen sich auch die Datensignale, denn ein GND-Lifting wird zu 
Datenfehlern führen.

von jons (Gast)


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Vielen Dank für die vielen Antworten, ich hatte ein paar Daten nicht 
angegeben, also: Versorgungsspannung beträgt +12V, es sind pro Meter 20 
Controller, die jeweils 3 RGB-LEDs ansprechen, also 60 LEDs pro Meter, 
verbaut. Bisher habe ich  nur 5 Meter, ich messe nachher mal nach, wie 
viel Strom bei höchster Helligkeit auf 5 Meter fließt.

von Ralf G. (ralg)


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jons schrieb:
> Versorgungsspannung beträgt +12V

Das meinst du hoffentlich nicht so, wie es sich liest!? ^^

von controllergirl (Gast)


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Bin auch an einem ähnlichen Projekt bastelnd. Hat jemand einen Link zu 
seinem Projekt oder vielleicht ein paar Bilder? Zwecks Inspiration?
Bin noch in der Planung und könnte so evtl. ein paar Fehler vermeiden.

von Rene K. (xdraconix)


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controllergirl schrieb:
> Bin auch an einem ähnlichen Projekt bastelnd. Hat jemand einen
> Link zu seinem Projekt oder vielleicht ein paar Bilder? Zwecks
> Inspiration?
> Bin noch in der Planung und könnte so evtl. ein paar Fehler vermeiden.

Hier Mal meine Lib für STM32 über Timer befeuert über DMA.

Beitrag "WS2812 - STM32 PWM/DMA - Easy Lib"

Bilder kann ich ja mal Gelegenheit machen. Und wie gesagt, weiter oben 
ist die Platine.

von jons (Gast)


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Ralf G. schrieb:
> jons schrieb:
>> Versorgungsspannung beträgt +12V
>
> Das meinst du hoffentlich nicht so, wie es sich liest!? ^^

Inwiefern?

von Ralf G. (ralg)


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jons schrieb:
> Inwiefern?

Hmm..., ich hab' noch mal recherchiert. Sowas (W2811-Stripes) gibt's ja 
sogar noch :-O Da sollte das allerdings passen. Ich ging von einem 
Eigenbau aus.
(Selbstgebastelt würde ich die Auswahl der Widerstände für die 
Spannungsversorgung der Chips und die Helligkeitsanpassung der LEDs als 
mögliche Fehlerquelle lieber ausschließen)

Ralf G. schrieb:
> Das meinst du hoffentlich nicht so, wie es sich liest!? ^^
Kannst du ignorieren bzw. als Fehler anstreichen.

: Bearbeitet durch User
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